DE102008021315A1 - Device for adjusting the rotational position of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine - Google Patents

Device for adjusting the rotational position of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine Download PDF

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    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verstellung der Drehlage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors mit einem drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Rotor (1) und einem von der Kurbelwelle angetriebenen Statoe Bohrung (10) aufweist, in welcher eine Feststelleinrichtung (3) zur Feststellung einer Solllage des Rotors (1) zu dem Stator (2) angeordnet ist, welche lösbar in eine an dem jeweils anderen Teil angeordneten Verriegelungskulisse (5) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Feststelleinrichtung (3) in Längsrichtung der Bohrung (10) einstellbar ist und die Bohrung (10) in einem spitzen Winkel (F) zu der Verstellrichtung (G) des Rotors (1) gegenüber dem Stator (2) angeordnet ist.The invention relates to a device for adjusting the rotational position of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine having a rotatably connected to the camshaft rotor (1) and a driven by the crankshaft Statoe bore (10), in which a locking device (3) for detecting a Target position of the rotor (1) to the stator (2) is arranged, which releasably engages in a arranged on the other part locking link (5), characterized in that the position of the locking device (3) in the longitudinal direction of the bore (10) adjustable is and the bore (10) at an acute angle (F) to the adjustment direction (G) of the rotor (1) relative to the stator (2) is arranged.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verstellung der Drehlage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors mit einem drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Rotor und einem von der Kurbelwelle angetriebenen Stator, wobei der Rotor oder der Stator eine Bohrung aufweist in welcher eine Feststelleinrichtung zur Feststellung einer Solllage des Rotors zu dem Stator angeordnet ist, welche lösbar in eine an dem jeweils anderen Teil angeordneten Verriegelungskulisse eingreift.The The invention relates to a device for adjusting the rotational position a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine with a rotatably connected to the camshaft rotor and a driven by the crankshaft stator, wherein the rotor or the Stator has a bore in which a locking device arranged to determine a desired position of the rotor to the stator which is releasable in one at the other part arranged locking engagement engages.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist zum Beispiel aus der WO 2005/049976 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist eine Feststelleinrichtung vorgesehen, mittels derer der Rotor gegenüber dem Stator in einer Solllage festlegbar ist. Die Feststelleinrichtung kann z. B. hydraulisch gelöst werden, so dass dann die relative Drehlage des Rotors in beide Richtungen geändert werden kann. Die Solllage, welche durch die Festlegung der Feststelleinrichtung definiert ist, kann nicht verändert werden.A generic device is for example from the WO 2005/049976 A1 known. In this device, a locking device is provided, by means of which the rotor relative to the stator in a desired position can be fixed. The locking device can, for. B. hydraulically, so that then the relative rotational position of the rotor can be changed in both directions. The desired position, which is defined by the determination of the locking device can not be changed.

Aufgabe der Erfindung ist es eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, dass eine Einstellung der Solllage möglich ist.task The invention is a generic device in such a way that an adjustment of the desired position possible is.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Lage der Feststelleinrichtung in Längsrichtung der Bohrung einstellbar ist, und die Bohrung in einem spitzen Winkel zu der Verstellrichtung des Rotors gegenüber dem Stator angeordnet ist.to Solution of the task is suggested that the location of Locking device in the longitudinal direction of the bore adjustable is, and the bore at an acute angle to the adjustment of the rotor is arranged opposite the stator.

Durch die Anordnung der Bohrung und die Einstellbarkeit der Feststelleinrichtung in Längsrichtung der Bohrung, wird bei Veränderung der Lage der Feststelleinrichtung in der Bohrung gleichzeitig eine Veränderung der relativen Drehlage des Rotors zu dem Stator bewirkt. Damit ist eine Möglichkeit geschaffen bei der Montage der Feststelleinrichtung die Solllage zwischen Rotor und Stator einmalig einzustellen. Ferner ist eine Möglichkeit geschaffen verschleißbedingte Abweichungen der Solllage nach längerer Betriebsdauer des Verbrennungsmotors durch Nachstellen der Feststelleinrichtung zu korrigieren.By the arrangement of the bore and the adjustability of the locking device in the longitudinal direction of the hole, will change the location of the locking device in the bore at the same time a change causes the relative rotational position of the rotor to the stator. This is a possibility created during the installation of the locking device set the desired position between rotor and stator once. Further is a possibility created by wear Deviations of the desired position after a longer period of operation of the Internal combustion engine by adjusting the locking device to correct.

Ferner kann die Feststelleinrichtung an einer Anlagefläche der Verriegelungskulisse anliegen und in Längsrichtung in einem spitzen Winkel zu der Anlagefläche ausgerichtet sein. Durch die im spitzen Winkel angeordnete Anlagefläche ist eine Möglichkeit einer kontrollierten Feinjustierung geschaffen, indem zum einen durch die Anlagefläche selbst die Einstellbewegung der Feststelleinrichtung kontrolliert in eine Änderung der Drehlage zwischen Rotor und Stator umgewandelt wird und zum anderen die Einstellbewegung durch den spitzen Winkel aufgrund der trigonometrischen Winkelbeziehungen nur zu einer erheblich geringeren Veränderung der relativen Drehlage führt und somit eine Feinjustierung ermöglicht ist.Further can the locking device on a contact surface of the Latches and lie in the longitudinal direction in one be aligned acute angle to the contact surface. By the arranged at an acute angle contact surface is a Possibility of a controlled fine adjustment created by on the one hand by the contact surface itself the adjustment movement of the establishment controls in a change the rotational position between the rotor and stator is converted and the other the adjustment movement due to the acute angle due to trigonometric angular relationships only to a significantly lower Changing the relative rotational position leads and thus a fine adjustment is possible.

Die Montage sowie das Ver- und Entriegeln der Feststelleinrichtung kann dadurch erleichtert werden, indem die Feststelleinrichtung an ihrem in die Verrie gelungskulisse eingreifenden Ende einen Konus aufweist. Ferner wird so die schräggerichtete Ausrichtung der Feststelleinrichtung im Bereich der Verriegelungskulisse durch den Konus aufgehoben, welcher im Bereich der Anlage an der Verriegelungskulisse eine andere Ausrichtung haben kann. Außerdem bietet der Konus den Vorteil, dass die Ausrichtung der Feststelleinrichtung gegenüber der Verriegelungskulisse auch bei einer rotatorischen Einstellbewegung der Feststelleinrichtung gegenüber der Anlagefläche unverändert bleibt, sondern nur eine Parallelverschiebung vollzieht.The Assembly as well as the locking and unlocking of the locking device can be facilitated by the locking device on her in the Verrie gelungskulisse engaging end has a cone. Furthermore, so the oblique orientation of the locking device lifted in the region of the locking link by the cone, which in the area of the system on the locking link another orientation may have. In addition, the cone offers the advantage that the orientation of the locking device against the Locking link even with a rotary adjustment movement the locking device against the contact surface remains unchanged, but only a parallel shift takes place.

Die an der Verriegelungskulisse anliegende Fläche oder Linie des Konus kann z. B. vertikal zu der Verstellrichtung des Rotors ausgerichtet sein, so dass die bei der Verstellbewegung ausgeübte Kraft ideal übertragen wird.The on the locking link adjoining surface or line the cone can z. B. vertical to the adjustment of the rotor be aligned, so that exercised during the adjustment Force is ideally transmitted.

Eine einfache Art der Einstellung der Feststelleinrichtung ist darin zu sehen, dass die Bohrung ein Einstellgewinde zur Einstellung der Lage der Feststelleinrichtung in der Bohrung aufweist. Damit erfolgt die Einstellung durch eine Drehbewegung der Feststelleinrichtung, die durch das Gewinde in eine Längsbewegung umgewandelt wird, welche dann wiederum aufgrund der schräggerichteten Bohrung nach den trigonometrischen Beziehungen in eine Verstellung der Drehlage des Rotors gegenüber dem Stator um gewandelt wird. Da alle Umwandlungen der Bewegungen entsprechend einem Untersetzungsverhältnis erfolgen ist dadurch eine sehr genaue Feineinstellung möglich.A simple way of setting the locking device is in it to see that the bore has a setting thread for adjusting the Has position of the locking device in the bore. This is done the adjustment by a rotary movement of the locking device, which is transformed by the thread into a longitudinal movement which is then again due to the oblique Drilling according to the trigonometric relationships in an adjustment the rotational position of the rotor relative to the stator converted becomes. Since all conversions of the movements correspond to a reduction ratio This makes a very precise fine adjustment possible.

Es wird weiter vorgeschlagen, dass die dem Stator zugewandte Öffnung der Verriegelungskulisse in Verstellrichtung eine Breite von wenigstens dem vorgegebenem Verstellweg plus dem Durchmesser der Bohrung geteilt durch cos(90° – F) aufweist, wobei F der Winkel zwischen der Verstellrichtung des Rotors zu dem Stator und der Mittenachse der Bohrung ist.It It is further proposed that the opening facing the stator the locking link in the adjustment a width of at least the predetermined displacement plus the diameter of the bore divided by cos (90 ° - F), where F is the angle between the direction of adjustment of the rotor to the stator and the center axis the hole is.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.in the The invention is based on a preferred embodiment explained in more detail.

In der einzigen Figur ist ein Ausschnitt aus einem Stator 2 und einem Rotor 1 zu erkennen. Der Rotor 1 ist wie im Stand der Technik hinreichend bekannt drehfest mit der Nockenwelle verbunden, während der Stator 2 von der Kurbelwelle angetrieben wird. Der Verbrennungsmotor einschließlich der Nockenwelle und der Kurbelwelle sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Das Zusammenwirken der vorliegenden Vorrichtung mit den übrigen Teilen des Verbrennungsmnotors stimmt aber mit dem in der WO 2005/048876 A1 beschriebenen Nockenwellenversteller überein, so dass die WO2005/049976 A1 damit ausdrücklich zu dem Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung hinzuzurechnen ist, wobei die in der Figur dargestellte Feststelleinrichtung 3 ist in ihrer Funktion identisch dem Verriegelungspin 33 aus der WO2005/049976 A1 ist. Die Feststelleinrichtung 3 ist in einer Bohrung 10 des Rotors 1 öldicht angeordnet und ragt in der verriegelnden Stellung in eine Verriegelungskulisse 5 des Stators 2. Die Feststelleinrichtung 3 weist einen Hohlzylinder 9 auf, in dem eine sich an einem Justierbolzen 7 abstützende Druckfeder 4 angeordnet ist, die den Hohlzylinder 9 in die Verriegelungskulisse 5 drängt. Zur Entriegelung der Feststelleinrichtung 3 wird die Verriegelungskulisse 5 mit Druck beaufschlagt, so dass der Hohlzylinder 9 gegen die Federkraft aus der Verriegelungskulisse 5 herausgedrängt wird. Der Justierbolzen 7 besitzt einen Schaft 11, an dem sich die Druckfeder 4 abstützt und der gleichzeitig als Führung für den Hohlzylinder 9 dient. Ferner besitzt der Justierbolzen 7 einen Feststellkopf 8 mit einem Außengewinde, welches in ein in der Bohrung 10 angeordnetes Innengewinde 12 eingreift. Durch Drehen des Feststellkopfes 8 wird die gesamte Feststelleinrichtung 3 in der Bohrung 10 in Längsrichtung bewegt. Die Gewindepaarung ist vorzugsweise selbsthemmend ausgelegt, so dass die Lage der Feststelleinrichtung 3 nach deren Justierung beibehalten wird. Die Mittenachse „E” der Bohrung 10 ist gegenüber der Axialrichtung „D” der Vorrichtung um den Winkel „C” schräggestellt. Gegenüber der Verstellrichtung „G” des Rotors 1 zu dem Stator 2 nimmt die Mittenachse „E” dann einen Winkel „F” ein. Aufgrund der trigonometrischen Beziehungen wird die Justierbewegung der Feststelleinrichtung 3 in Längsrichtung „A” dann in eine Bewegung „B” des Rotors 1 zu dem Stator 2 umgewandelt, wobei der Stator 2 als feststehend angesehen wird. Der Verstellweg ergibt sich dann aus S1 = S2 × cos(90° – F). Damit die Verstellung nicht behindert wird, besitzt die Verriegelungskulisse 5 eine in Richtung des Rotors 1 gerichtete Öffnung deren Breite dem Justierbereich plus dem Durchmesser der Bohrung geteilt durch cos(90° – F) entspricht. Der Hohlzylinder 9 ist an seinem in die Verriegelungskulisse 5 hineinragenden Ende mit einem Konus 6 versehen, welcher an einer Anlagefläche 13 der Verriegelungskulisse 5 anliegt. Die Anlagefläche 13 und der Konus 6 im Bereich der Anlage an der Anlagefläche 13 sind vorzugsweise vertikal zu der Verstellrichtung „G” des Rotors 1 gegenüber dem Stator 2 angeordnet. Damit wird die Schrägstellung der Bohrung 10 durch den Konus 6 kompensiert, und die schräggerichtete Einstellbewegung der Feststelleinrichtung 3 in eine Einstellbewegung in Verstellrichtung „G” umgewandelt.In the single figure is a section of a stator 2 and a rotor 1 to recognize. The rotor 1 is sufficiently be as in the prior art rotatably connected to the camshaft, while the stator 2 is driven by the crankshaft. The internal combustion engine including the camshaft and the crankshaft are not shown for reasons of clarity. The interaction of the present device with the other parts of the internal combustion engine but agrees with that in the WO 2005/048876 A1 described camshaft adjuster, so that the WO2005 / 049976 A1 to be added expressly to the disclosure of the present invention, wherein the locking device shown in the figure 3 is identical in function to the locking pin 33 from the WO2005 / 049976 A1 is. The locking device 3 is in a hole 10 of the rotor 1 arranged oil-tight and protrudes in the locking position in a locking link 5 of the stator 2 , The locking device 3 has a hollow cylinder 9 in which one is attached to an adjusting bolt 7 supporting compression spring 4 is arranged, which the hollow cylinder 9 in the locking frame 5 urges. For unlocking the locking device 3 becomes the locking link 5 pressurized, leaving the hollow cylinder 9 against the spring force from the locking link 5 is forced out. The adjusting bolt 7 has a shaft 11 on which the compression spring 4 supports and at the same time as a guide for the hollow cylinder 9 serves. Furthermore, the adjusting bolt has 7 a locking head 8th with an external thread, which in one in the hole 10 arranged internal thread 12 intervenes. By turning the locking head 8th becomes the entire locking device 3 in the hole 10 moved in the longitudinal direction. The thread pairing is preferably designed self-locking, so that the position of the locking device 3 is maintained after the adjustment. The center axis "E" of the hole 10 is inclined to the axial direction "D" of the device by the angle "C". Opposite the adjustment direction "G" of the rotor 1 to the stator 2 the center axis "E" then takes an angle "F". Due to the trigonometric relationships, the adjustment movement of the locking device 3 in the longitudinal direction "A" then in a movement "B" of the rotor 1 to the stator 2 converted, with the stator 2 is considered fixed. The adjustment then results from S1 = S2 × cos (90 ° - F). So that the adjustment is not obstructed, has the locking link 5 one in the direction of the rotor 1 directed opening whose width corresponds to the adjustment range plus the diameter of the bore divided by cos (90 ° - F). The hollow cylinder 9 is at his in the locking gate 5 protruding end with a cone 6 provided, which at a contact surface 13 the locking link 5 is applied. The contact surface 13 and the cone 6 in the area of the plant at the contact surface 13 are preferably vertical to the adjustment direction "G" of the rotor 1 opposite the stator 2 arranged. This is the inclination of the bore 10 through the cone 6 compensated, and the oblique adjustment movement of the locking device 3 converted into an adjustment movement in the adjustment direction "G".

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Claims (6)

Vorrichtung zur Verstellung der Drehlage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors mit einem drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Rotor (1) und einem von der Kurbelwelle angetriebenen Stator (2), wobei der Rotor (1) oder der Stator (2) eine Bohrung (10) aufweist in welcher eine Feststelleinrichtung (3) zur Feststellung einer Solllage des Rotors (1) zu dem Stator (2) angeordnet ist, welche lösbar in eine an dem jeweils anderen Teil angeordneten Verriegelungskulisse (5) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Feststelleinrichtung (3) in Längsrichtung der Bohrung (10) einstellbar ist, und die Bohrung (10) in einem spitzen Winkel (F) zu der Verstellrichtung (G) des Rotors (1) gegenüber dem Stator (2) angeordnet ist.Device for adjusting the rotational position of a camshaft with respect to a crankshaft of an internal combustion engine with a rotatably connected to the camshaft rotor ( 1 ) and a driven by the crankshaft stator ( 2 ), wherein the rotor ( 1 ) or the stator ( 2 ) a hole ( 10 ) in which a locking device ( 3 ) for determining a desired position of the rotor ( 1 ) to the stator ( 2 ), which releasably in a arranged on the other part of the locking link ( 5 ) engages, characterized in that the position of the locking device ( 3 ) in the longitudinal direction of the bore ( 10 ) is adjustable, and the bore ( 10 ) at an acute angle (F) to the adjustment direction (G) of the rotor ( 1 ) opposite the stator ( 2 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung (3) an einer Anlagefläche (13) der Verriegelungskulisse (5) anliegt, und die Feststelleinrichtung (3) in Längsrichtung in einem spitzen Winkel zu der Anlagefläche (13) ausgerichtet ist.Device according to claim 1, characterized in that the locking device ( 3 ) on a contact surface ( 13 ) of the locking link ( 5 ), and the locking device ( 3 ) in the longitudinal direction at an acute angle to the contact surface ( 13 ) is aligned. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung (3) an ihrem in die Verriegelungskulisse (5) eingreifenden Ende einen Konus (6) aufweist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the locking device ( 3 ) at its in the locking link ( 5 ) engaging end a cone ( 6 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Verriegelungskulisse (5) anliegende Fläche oder Linie des Konus (6) vertikal zu der Verstellrichtung (G) des Rotors (1) ausgerichtet ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that the on the locking link ( 5 ) adjacent surface or line of the cone ( 6 ) vertical to the adjustment direction (G) of the rotor ( 1 ) is aligned. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (10) ein Einstellgewinde (12) zur Einstellung der Lage der Feststelleinrichtung (3) in der Bohrung (10) aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bore ( 10 ) an adjustment thread ( 12 ) adjusting the position of the locking device ( 3 ) in the hole ( 10 ) having. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Stator (2) zugewandte Öffnung der Verriegelungskulisse (5) in Verstellrichtung (G) eine Breite von wenigstens dem vorgegebenem Verstellweg plus dem Durchmesser (D1) der Bohrung (10) geteilt durch cos(90° – F) aufweist, wobei F der Winkel zwischen der Verstellrichtung (G) des Rotors (1) zu dem Stator (2) und der Mittenachse (E) der Bohrung (10) ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the stator ( 2 ) facing opening of the locking link ( 5 ) in the adjustment direction (G) a width of at least the predetermined displacement plus the diameter (D1) of the bore ( 10 divided by cos (90 ° - F), where F is the angle between the adjustment direction (G) of the rotor ( 1 ) to the stator ( 2 ) and the center axis (E) of the bore ( 10 ).
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